ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подходы к анализу и установлению общих закономерностей процессов переноса из "Общий курс процессов и аппаратов химической технологии" На более поздних этапах развития науки, технологии обращаются к аналитическим исследованиям, строя математические модели, глубже учитывающие взаимосвязи между отдельными факторами процесса. Этот путь обычно получает развитие после накопления солидного объема эмпирических сведений и соотнощений — без этого не проверить правильность результатов анализа. [c.70] Немалую роль в развитии аналитических методов ифает осознание недостаточности упомянутых ранее эмпирических и по-луэмпирических подходов. Здесь также остается место феноменологическим моментам однако это происходит на уровне элементарных актов процесса (например, переноса), где принимаемые феноменологические представления уже достаточно полно и убедительно апробированы. Далее выдвигают предположения о роли и месте упомянутых элементарных актов, о связях различных факторов, вьщеляя характерные особенности процесса, обозначают условия его проведения, в том числе — ситуацию в начале процесса и в ходе его на фаницах рабочей зоны. Последующий анализ должен в идеале привести к математическим выражениям, позволяющим осуществить инженерный расчет процесса. Нередко в этих случаях математические описания содержат некие численные коэффициенты (множители, слагаемые и т. п.), значения которых заранее не известны их в дальнейшем находят из специального опыта, поставленного в соответствии с полученным математическим описанием, — так теоретический анализ и эксперимент дополняют друг друга. [c.70] В ходе разработки математической модели, базирующейся на физических представлениях о механизме процесса, иногда получаются весьма сложные (например, трансцендентные) соотношения, не разрешимые в явном виде относительно искомой величины. Здесь приходится обращаться к численным методам решения (в том числе с использованием ЭВМ) однако при этом в известной мере теряется общий взгляд на протекание процесса, зачастую возникают затруднения в определении характера влияния отдельных факторов на процесс в целом. [c.71] Обилие переменных, громоздкость эмпирических соотношений и приближенность многих аналитических решений способствовали появлению (и крайне широкому распространению в предшествующие полвека) метода обобщенных переменных. Суть его заключается в том, что отдельные переменные объединяются в комплексы — не произвольно, конечно, а по определенным правилам, отвечающим физическому смыслу рассматриваемых явлений, процессов. Число таких комплексов, разумеется, меньше числа отдельных (исходных, натуральных) переменных. Это позволяет ставить эксперимент, варьируя меньшее число факторов (теперь это комплексы вместо натуральных величин) и получать более компактные (иногда и достаточно прогнозные) расчетные соотношения. [c.71] Аналитический метод и метод обобщенных переменных не противостоят один другому их нередко используют совместно. Так, аналитические выражения часто представлены в дифференциальной форме или весьма громоздки для практического использования. Можно, не решая этих уравнений, на их основе сформировать обобщенные переменные и грамотно поставить эксперимент ведь теперь уже ясно, какие именно обобщенные переменные надо варьировать в ходе опыта, чтобы установить достаточно надежные количественные связи между ними. [c.72] При анализе явлений, процессов нередко удается получить уравнения, качественно правильно отражающие взаимосвязи между различными факторами однако количественно результаты могут при этом заметно отличаться от наблюдаемых на практике. В этих случаях вводят поправочные коэффициенты фактически это коэффициенты незнания — в их роли часто выступают различного рода КПД, коэффициенты эффективности, поправочные множители и т. д. Если они лишь несколько (скажем, на 10% или немногим более) корректируют полученное ранее решение, то это допустимо значит, основные эффекты учтены, а отклонения обусловлены менее значимыми факторами. Конечно, желательно в дальнейшем учесть эти дополнительные эффекты, но и с поправочными коэффициентами формула работоспособна. Однако бывает, что эти коэффициенты призваны скорректировать аналитическое решение в несколько раз (скажем, предложена расчетная формула для некоего процесса с КПД на уровне 0,1—0,2). Это означает, что вьгавить основные эф кты и влияющие на них факторы не удалось, и модель процесса построена на базе второстепенных эффектов. Успеха на таком пути создания расчетных соотношений не будет полученные расчетные формулы ненадежны, в изменившихся условиях их использование может привести к ошибочным результатам. [c.72] Но в ряде случаев исследователь проделывает такую подмену неосознанно — в порядке добросовестного заблуждения таких примеров в науке предостаточно. Результат — недостоверный и неубедительный (а то и просто ошибочный) ход рассуждений, ненадежное (иногда неверное) решение. Примером может служить упомянутый выше анализ процесса без предварительного выявления основных факторов, построение модели на базе малозначащих для процесса эффектов. Неосознанная подмена задачи неоднократно в истории ПАХТ приводила к казусам, к совершенно неверным выводам и рекомендациям. [c.73] Вернуться к основной статье